扬州燃料电池发动机系统解决方案

用作发动机燃料的氢气，可通过甲醇重整等方法获得。液态的甲醇便于被汽车加灌和配带；甲醇能从许多种植物或化工废料中提取，易于燃料站的设立；这些都有利于氢燃料在传统发动机上的应用。上世纪90年代，国内外相继有汽车厂研制出 100%燃烧甲醇的发动机。但这类发动机还停留在实验室阶段，没有大范围推广。主要是由于甲醇的雾化条件、燃烧特性、储能密度等与传统燃料汽油、柴油不完全相同，相应对发动机构造要求也不同。各能源按照储能密度大小排序为：汽油 > 甲醇 > 氢燃料电池 > 锂系电池 > 传统 Pb 电池。汽油的发热量是34778 k J，其能量密度约 13073 Wh·kg，远大于其它能源。因此，以汽油为燃料的汽车连续行驶里程大、加速性能和爬坡性能好。在氢燃料中混合一定汽油(或柴油)，可以充分利用汽油的高储能密度特性。氢气燃料电池技术是一种可持续的能源发展方向。扬州燃料电池发动机系统解决方案

对车用燃料电池发动机在实际运行条件的性能变化进行数据跟踪,可以得到燃料电池发动机实际运行中输出电压的缓慢变化,即同样电流(电流密度)及工作条件下,输出的功率降低了｡以小时为间隔的电压衰退率单位为μV/h｡不同时间段极化特性曲线变化及不同电流下输出功率变化不同。安全性是指燃料电池发动机能够安全工作,避免对人､设备或自身造成伤害的能力｡由于涉及可燃气体氢气和各种电气设备,要求燃料电池发动机能够在不发生事故的前提下正常工作,而不对人或财产造成损失｡ 氢安全：(1)、供氢系统的安全要求及规范：1)、氢气系统应严防泄漏,所用的仪表及阀门等零部件密封应确保良好,确保定期检查,对设备发生氢气泄漏的部位应及时处理｡2)、对氢气系统中的管道和阀门等连接点进行漏气检查时,应使用中性肥皂水或携带式可燃气体检测报警仪,禁止使用明火进行漏气检查｡携带式可燃气体检测报警仪应定期校验｡扬州燃料电池发动机系统解决方案氢气发电和热能利用可以大幅降低能源消耗和环境污染。

从理论上讲，纯电动车具有更高的能源效率，但是过大的电池重量降低了这种优势，特别是对于长途运输用的重型车辆。纯电动车必须为每多行驶一英里增加更多的电池容量，从而给车辆增加额外的重量 。比如在特斯拉的电动重卡模型中，预计其电池重量可以达到4.5吨。而燃料电池车就没有这样的问题，因为其所携带的氢气质量远小于同等能量所需的电池质量。这是因为氢具有更高的比能 — 大约120MJ/kg，而电池的比能是5MJ/kg。除了动力系统，车辆的其他部件基本上是相同的。车辆底盘包括传动、转向、制动和行驶系统。车辆电子系统主要由底盘控制系统，安全系统和车辆电子产品，比如信息娱乐/通信，高级驾驶辅助系统（“ADAS”）以及传感器等构成。之后，车身包括车身主体、座椅和内饰。

作为能量转换装置的氢燃料电池根据电化学原理将储存在氢气和氧气中的化学能直接转化为电能。因此，其实际过程是氧化还原反应。氢燃料电池主要由4部分组成，即阴极、阳极、外部负载和电解质。氢气和氧气分别通过氢燃料电池的阳极流道和阴极流道进入电池内部，经过气体扩散后到达电极催化层。氢气在阳极上失去电子，电子通过外部负载流到阴极与氧气结合生成离子。氢燃料电池发动机系统组成：氢燃料电池系统由电堆、空气供给系统、氢气供给系统、水热管理系统、电控系统组成。氢燃料电池的集成设计目标是将氢燃料电池零部件按照工作原理及设计要求，布置在氢燃料电池电堆周边合理的位置，通过支架、硅胶管和壳体机械结构将各个子系统零部件合理的连接起来，组成一个刚性整体，之后完成氢燃料电池发动机的集成。氢气车的运行成本相对较低，更适合长途出行和物流配送等领域的应用。

燃料电池系统需要加湿反应气体，对于采用质子交换膜的燃料电池系统而言，气体反应物的相对湿度对膜的性能的影响是至关重要的。膜传输质子时需要质子以水合离子的形式存在，而干燥的膜不具备传导质子的能力。因此，对反应气体进行加湿以保证质子交换膜的湿润,是增加质子交换膜的质子传导能力不可缺少的方法。增加反应气体的相对湿度会提高质子交换膜的电导率，降低膜电阻，从而提高燃料电池系统的输出性能；但相对湿度过高也容易导致燃料电池堆内部发生水淹，从而影响其性能。现在燃料电池堆采用的加湿技术主要分为内部加湿、自加湿和外部加湿三种。内部加湿是利用燃料电池反应生成的水和水在质子交换膜内的传递特性，实现膜的自增湿；自加湿法是将催化铂金微粒子加入质子交换膜中，在燃料电池发电时，依靠膜内自动生成的水来增湿；外部加湿是在燃料电池之外加上一个部件，使水蒸气和反应气体同时进入电池组中。氢能技术的发展需要产业链上下游的协同配合，形成完整的产业生态。扬州燃料电池发动机系统解决方案

氢能技术的实现需要相关单位、工业和学术界的合作与支持。扬州燃料电池发动机系统解决方案

实际应用较多的氢燃料发动机，是将氢与汽化的汽油或柴油混合后再燃用，氢在混合燃料中占30%∼85%。汽油箱中的汽油通过化油器向发动机提供，在不使用氢燃料时与传统燃料系统相同。附加的氢燃料供给系统由甲醇容器、氢发生器、控制阀、压力表等组成，氢发生器串接在排气管上。甲醇容器中的甲醇进入氢发生器之后，在废气余热和催化剂作用下裂解生成氢。在发动机汽缸真空度作用下，生成的氢被吸入化油器与汽油混合，混合燃料的浓度可通过化汽器各个阀控制。国内氢发生器所用的催化剂一般含有镍、铂钯、钾和铝等元素，发动机排气管中的废气余热为 300℃~780℃。对 492QA2 汽油机作台架及道路试验表明，发动机使用掺氢汽油后在燃油经济性和废气排放方面有明显改善，而动力性与燃用纯汽油时基本相同。表 1 是一些汽油发动机使用不同燃料时的怠速排放对比。扬州燃料电池发动机系统解决方案

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